百香果降酸及混合果汁酿酒研究

周 杨，李思伦，李晓娟，曾新安

（1.株洲千金药业股份有限公司，湖南株洲 412000； 2.华南理工大学食品科学与工程学院，广东广州 510000）

百香果（passion fruit）学名西番莲，是生长于热带、亚热带的多年生常绿藤本浆果类果树，按照百香果的颜色和形态可以分为紫色、黄色品种等种类，营养价值高，有较好的保健作用[1-3]。其香味浓郁独特，具有菠萝、草莓等十多种水果的香气，被誉为“果汁之王”“天然浓缩果汁”，是世界上已知最芳香的水果之一，将百香果开发成果酒，其高酸低糖发酵困难，同时发酵结束后的果酒酸度过高，口感方面需要进一步改善。其香气浓郁，考虑与其他香气薄弱低酸果汁混合，改善其风味及口感[4-7]。

甘蔗（Saccharum sinensis Roxb.）为禾本科甘蔗属植物甘蔗的茎秆。甘蔗营养丰富，含有锰、锌、铜、钠等矿物质及天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸等十多种氨基酸[8-9]。甘蔗中含有丰富的糖分[10]，很适合与酸度较高的百香果酒混合调配。本试验以百香果为主要研究对象，针对其发酵特性进行了降酸发酵、降酸规律探讨研究，调配以甘蔗汁为辅助，开发了一款新型果酒饮料。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

百香果（广西紫香品种）；新鲜甘蔗（含糖170 g/L）；食品级碳酸钙，上海江沪钛白化工（集团）有限公司；VL1酵母，烟台通商国际贸易有限公司；膨润土（皂土），烟台帝伯仕商贸有限公司；硅藻土，临江市绿江助滤剂有限公司；果胶酶，澳大利亚（进口商北京鸿赛科贸有限公司）；红棉牌一级白砂糖，广州市华侨糖厂；屈臣氏蒸馏水，广州屈臣氏食品饮料有限公司；其余所使用的无机试剂及有机酸均产于阿拉丁试剂（上海）有限公司。

仪器设备：真空泵，巩义市予华仪器有限公司；离心机，上海安亭科学仪器厂；SB25-12D超声波清洗机，宁波新艺超声波设备有限公司；Acquity：Arc高效液相色谱仪，Waters公司；糖度计PAL-1，日本ATAGO（爱拓）公司；0.22 μm水系微孔滤膜、0.22 μm有机滤膜（聚偏氟乙烯微孔滤膜F型）、0.22 μm水系滤膜（混合纤维素脂），上海兴亚净化材料厂；7820A气相色谱仪，Agilent公司。

1.2 试验方法

1.2.1 百香果汁原料特性的测定

出汁率测定。取百香果10个称重，刨开果皮取果肉，用滤布挤出果汁，然后称量果皮及果渣的重量。出汁率计算方法：出汁率=(全果重量-果皮果渣重量)/全果重量，平行操作3次取其平均值。

有机酸的测定[11]。样品处理：百香果汁样品滴加适量磷酸摇匀，调节pH2.9左右后，以4000 r/min离心15 min，上层清液经0.22 μm滤膜过滤。

有机酸混标的配制：称取酒石酸1 g、L-苹果酸2 g、乳酸0.5 g、柠檬酸4 g、冰乙酸6 mL，置于100 mL容量瓶中，用水定容至100 mL，即为混标原液。将原液分别进行2倍、4倍、10倍、20倍和50倍稀释。

色谱条件：色谱柱为Waters公司的×Select HSS T3[4.6×250 mm Column,5 μm]色谱柱；柱温：30℃；DAD检测波长：213 nm；流速：1 mL/min；进样量：20 μL；流动性A：磷酸二氢铵溶液；流动相B：甲醇缓冲溶液；流动相C：蒸馏水。

总酸含量采用中和滴定法；总糖采用直接滴定法；可溶性固形物采用糖度计测定。

1.2.2 百香果汁的降酸研究

设置19组降酸梯度实验组，分别量取100 mL百香果汁，置于19个100 mL烧杯中。准确称量食品级碳酸钙 0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g、0.6 g、0.7 g、0.8 g、0.9 g、1.2 g、1.5 g、1.8 g、2.1 g、2.4 g、2.7 g、3.0 g、3.3 g、3.6 g，分别加入盛放百香果汁的100 mL烧杯中，用玻璃棒搅匀，然后静置反应1 d。

总酸含量采用中和滴定法；pH采用pH计测定法，用高效液相色谱法进行有机酸成分测定（色谱条件同1.2.1）。

1.2.3 百香果汁发酵研究

各取2 L百香果汁置于4个锥形瓶中，设置为高酸组A、中酸组B、低酸组C以及中酸皂土组D，称量食品级碳酸钙48 g置于实验组B、D，以及碳酸钙66 g于实验组C中。搅拌均匀静置后取上清液600 mL分别置于发酵罐中，并加入VL1酵母120 mg、果胶酶30 mg、白砂糖82 g和亚硫酸0.6 mL（D组中另加入皂土150 mg），摇晃均匀。用糖度仪测定发酵液起始糖度和总固形物。用两层保鲜膜覆盖瓶口，并在保鲜膜上扎适量小孔，将样品均置于25℃条件下发酵，每天11点及17点2次取样对总糖进行测定。

发酵结束后（总糖＜4 g/L），及时进行果肉分离，离心分离酒泥。用Waters高效液相色谱仪测定百香果酒有机酸含量（色谱条件同1.2.1）。

1.2.4 百香果清酒检测

对发酵完毕后得到的百香果酒下胶澄清、过滤，获得百香果清酒。

下胶澄清：按250 mg/L皂土的比例称量皂土，浸入相当于皂土20倍体积的水中，45℃水浴加热4 h后加入酒中摇匀静置，温度2～10℃，下胶静置时间大于14 d。用布氏漏斗抽滤，分离酒渣和上清液。清液再经过硅藻土过滤，得到清酒。

甲醇与杂醇油测定[12]。用移液枪吸取5 mL待测酒样于气相瓶中，进样使用自动顶空进样器（HSS 86.50 PLUS，DANI，Italy）。

色谱条件：HP-5毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm，Agilent，美国）；进样口温度：230 ℃；恒压：1.5 bar；进样方式：分流进样（分流比为20∶1）；进样量：500 μL；载气：氮气，流量30 mL/min。

升温程序：40℃保持4 min，以10℃/min升至210℃并保持10 min。

酒精度的测定采用酒度计测定法；总糖、总酸采用直接滴定法测定；挥发性酸采用酸碱滴定法测定；可溶性固形物用糖度仪测定；有机酸用高效液相色谱法测定（色谱条件同1.2.1）。

1.2.5 百香果酒调配

把甘蔗汁∶百香果酒按3∶1、4∶1、5∶1、6∶1的比例调配，进行品尝实验，用感官评价表打分，确定最佳调配比例。

2 结果与分析

2.1 百香果汁的原料特性（表1、表2）

表1 百香果汁原料特性

表2 百香果汁中的主要有机酸

由表1可知，百香果原料出汁率为37%，出汁率较低[13]，百香果果汁的可溶性固形物含量较高，总糖、总酸含量均较高，是一种优质的果汁加工原料。有机酸的组成与含量对百香果汁的协调性、稳定性和感官品质起着重要的作用[14]。由表2可知，百香果汁中主要的酸类物质为柠檬酸，占总酸的66.71%，柠檬酸产生酸感快、持续时间短[15]，是果汁中主要的呈酸物质。其次为苹果酸占5.11%，苹果酸酸味强度略比柠檬酸大，但其酸味柔和爽快，且能一定程度上表现出果实的成熟度[16]。乳酸和酒石酸含量较少，分别为1.35%和1.33%，酒石酸是葡萄果实中的特征酸，也是葡萄、葡萄酒酸度的主要贡献者[17]。乙酸常用来表征果汁和果酒的新鲜度，发生腐败的水果和果酒中的乙酸含量会增高[18]，百香果汁检出极少量的乙酸，为0.19%，说明检测用的果汁无腐败现象。

2.2 百香果汁降酸曲线（图1、表3、表4）

图1 百香果汁总酸、实际降酸量随碳酸钙添加变化

由图1可知，百香果汁酸度随碳酸钙添加浓度的增大而下降，下降趋势大体为先快后缓，碳酸钙对百香果汁有显著的降酸效果，降酸量随着碳酸钙的添加总体呈现正相关的趋势。如表4所示，从果汁实际效果来看，碳酸钙添加量过大会使果汁产生一种浑浊感，影响果汁的感官品质。

由表3可知，降酸对以上所有有机酸都有影响，会使其含量不同程度下降，柠檬酸受降酸影响最大。正常情况下，降酸对所有酸都会影响，但考虑强酸先反应，弱酸就会相对来说受到保护，不会产生大幅度下降，即受降酸影响，强酸下降幅度会比弱酸大。同时，含量越高的酸受降酸影响越明显，因此柠檬酸浓度高，下降明显，受降酸影响最大。

表3 百香果汁部分有机酸随碳酸钙添加变化(g/L)

表4 百香果汁降酸感官评定

综上所述，选择碳酸钙浓度为24 g/L的添加量对百香果汁进行降酸处理是比较适宜的。

2.3 百香果酒的发酵特性（图2、图3）

图2 不同酸度对百香果酒发酵曲线的影响

图3 不同澄清度对百香果酒发酵曲线的影响

如图2所示，发酵曲线基本上有两个拐点，以此分为发酵前期、中期和后期，且在第6天就基本终止发酵（糖度＜4 g/L）。在发酵中期，高中低酸组的发酵曲线出现明显差异，中酸组和低酸组短时间内糖下降得快，酵母利用速度效率高，表明果汁酸度会影响酵母代谢，从而影响果酒发酵进程。

由图3可知，在发酵中期，皂土中酸组比中酸组发酵曲线斜度更大，说明发酵液加入皂土后，糖度下降得更快，发酵进程加快，进一步表明发酵液澄清度会对发酵进程产生影响，且一定条件下，澄清度越高，发酵进程越快。

2.4 百香果酒成分分析（表5、表6、表7）

表5 百香果酒各项指标含量

表6 百香果酒部分有机酸含量 (g/L)

由表5可知，百香果酒酒精度在11.5%vol～12.5%vol范围内，挥发酸在0.3～0.7 g/L范围内，这表明百香果酒均发酵良好。相较发酵前，总酸有所下降、总固形物下降50%～65%，总糖下降幅度最大，降至4 g以下。

由表6可知，发酵前后主要有机酸的组成没有变化，但酒石酸、L-苹果酸、柠檬酸含量均有所下降，其中柠檬酸含量下降较为明显，但柠檬酸仍为主要有机酸；而乳酸、乙酸含量则略有上升。这说明所用酿酒酵母具有一定的降酸作用[19]，但效果并不明显，对柠檬酸的降解不显著，因此高酸组百香果酒产品柠檬酸含量仍比较高，酸涩感比较强。在果酒发酵后期苹果酸会转化为乳酸，进行苹果酸乳酸发酵[20-21]，苹果酸含量会明显下降,与此同时乳酸含量上升。醋酸也因发酵生成而含量有所上升，但总体含量也很低。从高酸组百香果酒的有机酸含量来看，酸度仍然较高，还需进行部分降酸处理。

表7 百香果酒甲醇和杂醇油含量 (mg/L)

表8 百香果甘蔗混合果酒感官评价

由表7可知，百香果酒中的甲醇含量＜600 mg/L，杂醇油含量在510 mg/L，这表明实验酿造的百香果酒甲醇和杂醇油含量较为合理，饮用安全。与中酸组（甲醇555.118 mg/L，杂醇油504.410 mg/L）和低酸组（甲醇555.073 mg/L，杂醇油469.148 mg/L）相比较，高酸组的甲醇（279.123 mg/L）和杂醇油（439.514 mg/L）含量都比较低，可能是发酵液酸度影响果胶酶的活性，间接对果酒中甲醇和杂醇油的含量有影响[22-23]，因此较高的酸度可以间接减少甲醇和杂醇油生成。与中酸组（甲醇555.118 mg/L，杂醇油504.410 mg/L）相比，中酸皂土组的甲醇（372.273 mg/L）和杂醇油（482.458 mg/L）含量都比较低，皂土组在中酸条件下加入皂土，使发酵液的澄清度提高，这表明发酵液澄清度对果酒中甲醇和杂醇油的含量有影响，且在一定条件下，澄清度提高有助于减少甲醇和杂醇油生成[24]。与高酸组相比，温度组的甲醇和杂醇油含量都比较低，高酸组控温25℃发酵，温度组控温20℃发酵，温度组发酵温度低于高酸组，这表明发酵温度对果酒中甲醇和杂醇油的含量有影响[25]，且20℃发酵相对于25℃发酵产生更少甲醇和杂醇油。2.5 百香果甘蔗混合果酒感官评定结果（表8）

甘蔗汁糖度高，具有清新的蔗香果味，选择甘蔗汁与百香果酒进行调配。由表2—表8可知，比例为3∶1时，混合果酒百香果果香浓郁，香气典型怡人，但是酸度偏高；比例为4∶1时，混合果酒百香果果香浓郁，酸度甜度适中，口感协调；比例为5∶1、6∶1时，百香果果香、酒味变淡，甜度增加，风格不明显，百香果酒∶甘蔗汁=4∶1的比例调配，感官品质最好。

3 结论

百香果有较好的保健作用，营养丰富，发酵成百香果酒，风味较好。百香果汁加入24 g/L碳酸钙进行降酸处理，能取得较好的感官评价。降酸处理后的百香果汁添加0.25 g/L皂土，调整糖度210 g/L，20℃下发酵6 d。百香果酒酒精度在12%vol±0.5%vol范围内，挥发酸在0.3～0.7 g/L范围内，甲醇含量＜360 mg/L，杂醇油含量＜510 mg/L，百香果酒饮用安全。百按百香果酒∶甘蔗汁=4∶1的比例调配，能得到感官评价较好的百香果甘蔗混合果酒。

[1]霍丹群,蒋兰,马璐璐,等.百香果功能研究及其开发进展[J].食品工业科技,2012(19)：391-395.

[2]汪晓云,段家福,魏灵玲,等.南果北种专题系列(二)百香果的设施栽培技术[J].农业工程技术·温室园艺,2006(1)：54-55.

[3]DHAWAN K,DHAWAN S,SHARMAA.Passiflora:a review update[J].Journal of ethno-pharmacology,2004,94(1)：1-23.

[4]杜伟,黎庆宏,陈渊,等.百香果-芒果复合饮料生产工艺及其稳定性研究[J].食品研究与开发,2016(15)：106-109.

[5]张兴旺.“百香果”与西番莲[J].中国果业信息,2004,20(5)：11.

[6]邱宏驰,雷键,王秀玲.新稀名贵水果──百香果[J].吉林农业,2000(7)：68.

[7]刘坤,刘炳仁.“果汁之王”——百香果[J].科学种养,2007(9)：53.

[8]曹敏,王元春,雷光鸿,等.甘蔗汁饮料澄清工艺研究[J].轻工科技,2017(6)：56-58.

[9]奥特.甘蔗高产栽培及施肥技术[J].广东农村实用技术,2007(3)：26-27.

[10]张莉,王淼,杜德俊,等.柠檬汁对甘蔗汁保鲜工艺的研究[J].食品研究与开发,2016,37(3)：201-205.

[11]张军.葡萄及葡萄酒中有机酸和挥发性硫化物的研究[D].天津：天津科技大学,2004.

[12]TANG Z S,ZENG X A,BRENNAN C S,et al.A novel method for detection of fusel oil in wine by the use of headspace gas chromatography[J].Food analytical methods,2017,10(10)：3338-3349.

[13]杨峰,黄永春,何仁,等.百香果加工适性的测定及提高其出汁率的研究[J].食品研究与开发,2008(5)：82-85.

[14]庞荣丽,方金豹,郭琳琳,等.水果果实中主要有机酸提取条件的优化[J].中国农业科学,2014,47(13)：2625-2633.

[15]王柏松,高文民,马小雪,等.苹果等4种水果果实糖酸组成及风味特点研究[J].湖南农业科学,2014(18)：50-53.

[16]郑丽静,聂继云,闫震.糖酸组分及其对水果风味的影响研究进展[J].果树学报,2015,32(2)：304-312.

[17]问亚琴,张艳芳,潘秋红.葡萄果实有机酸的研究进展[J].海南大学学报(自然科学版),2009,27(3)：302-307.

[18]韩晓鹏,牟德华,赵英莲,等.HPLC法检测树莓果汁和果酒中的有机酸[J].酿酒科技,2015(5)：107-110.

[19]孙丙升,夏广丽,张谦搏,等.利用微生物进行葡萄酒降酸的研究进展[J].中外葡萄与葡萄酒,2010(11)：72-76.

[20]潘海燕.苹果酒苹果酸乳酸发酵的研究[D].无锡：江南大学,2004.

[21]潘海燕,徐岩,赵光鳌.苹果酸乳酸发酵的研究进展[J].食品与发酵工业,2003,29(11)：75-80.

[22]张文叶,张磊,迟雷,等.果胶酶对山楂果酒酿造过程中甲醇及主要杂醇油含量的影响[J].郑州轻工业学院学报：自然科学版,2015(3)：1-5.

[23]黄进.桑椹果酒中生物胺和杂醇油调控技术研究[D].南昌：江西农业大学,2011.

[24]程拯艮,黄佳,苗壮,等.果胶酶和浸渍处理对苹果酒香气成分的影响[J].西北农业学报,2017,26(1)：79-86.

[25]沈志毅,李记明,于英,等.酿酒微生物和果胶酶对葡萄酒甲醇和杂醇油生成的影响[J].鲁东大学学报(自然科学版),2013,29(2)：155-158.